Uma topologia de rede de computadores corresponde à arquitetura (física ou lógica) da mesma, definindo as ligações entre os dispositivos da rede e uma possível hierarquia entre eles.
Pode definir a forma como os dispositivos estão interligados e a representação espacial da rede (topologia física). Também pode definir a forma como os dados passam pelas linhas de comunicação (topologias lógicas).
As arquiteturas a seguir são ou já foram usadas em redes de computadores corporativas ou de consumo. A topologia de uma rede corresponde à sua arquitetura física. No sentido de que sua estrutura determina seu tipo.
Existem 2 modos de propagação que classificam essas topologias:
Modo de transmissão (por exemplo, barramento ou topologia em anel) Este modo de operação consiste em usar apenas um meio de transmissão. O princípio é que o envio da mensagem seja feito pela rede, de forma que qualquer unidade da rede possa ver a mensagem e analisá-la, dependendo do endereço do destinatário, se a mensagem se destina a ele ou não. Modo ponto a ponto (por exemplo, topologia em estrela ou malha) Neste modo, o meio físico conecta apenas um par de unidades. Para que duas unidades da rede se comuniquem, elas devem passar por um intermediário (o nó).Uma rede tem uma topologia em anel quando todas as suas estações são encadeadas entre si por um link biponto da última à primeira. Cada estação atua como uma estação intermediária. Cada estação que recebe um quadro o interpreta e o retransmite para a próxima estação no loop, se necessário. A falha de um host interrompe a estrutura de uma rede em anel se a comunicação for unidirecional; na prática, uma rede em anel é geralmente composta por 2 anéis contra-rotativos.
Nota: os computadores de uma rede em anel não são sistematicamente conectados em loop, mas podem ser conectados a um distribuidor chamado "MAU", (para Multistation Access Unit ) que irá gerenciar a comunicação entre os computadores conectados, alocando cada um deles um "tempo de conversação".
Se duas mensagens colidissem, ambas seriam perdidas, mas as regras para acessar o anel (por exemplo, segurar um token) têm como objetivo evitar que isso aconteça.
Também conhecida como Rede da Árvore , é dividida em níveis. O nível superior, alto, está conectado a vários nós de nível inferior na hierarquia. Esses nós podem ser conectados a vários nós de nível inferior. O todo desenha então uma árvore ou uma arborescência. O ponto fraco deste tipo de topologia reside no computador "pai" da hierarquia que, se falhar, proíbe toda a comunicação entre as duas metades da rede.
A topologia de rede para barramento (TI) é representada por um único cabeamento de unidades de rede. Ele também tem um baixo custo de implantação e a falha de um nó (computador) não divide a rede em duas sub-redes. Essas unidades são conectadas passivamente por ramificação elétrica ou óptica. As características desta topologia são as seguintes:
Outra descrição de uma topologia de barramento: todas as estações estão diretamente conectadas a um único segmento (limitado pelo comprimento do cabo).
A topologia de rede em estrela , também conhecida como hub and spoke, é a topologia mais comum hoje. Onipresente, também é muito flexível em termos de gerenciamento de rede e solução de problemas: a falha de um nó não interrompe a operação geral da rede. Por outro lado, o equipamento central (um concentrador - hub - e mais frequentemente nas redes modernas, um switch - switch -) que conecta todos os nós, constitui um único ponto de falha: uma falha neste nível torna a rede completamente inutilizável . A rede Ethernet é um exemplo de topologia em estrela. A principal desvantagem dessa topologia está no comprimento dos cabos usados.
Tem a vantagem de seu baixo custo de implantação, mas a falha de um nó (computador) pode dividir a rede em duas sub-redes.
Uma topologia de malha corresponde a vários links ponto a ponto. (Uma unidade de rede pode ter (1, N) conexões ponto a ponto com várias outras unidades.) Cada terminal está vinculado a todos os outros. A desvantagem é o número de links necessários que se torna muito alto quando o número de terminais é: se houver N terminais, o número de links necessários é , função que aumenta à medida que
Esta topologia é encontrada em grandes redes de distribuição (Exemplo: Internet). As informações podem viajar pela rede em várias rotas, sob o controle de poderosos supervisores de rede ou por meio de métodos de roteamento distribuído.
Também existe no caso de cobertura wi-fi . Costumamos falar de topologia de malha, mas apenas nos preocupamos com roteadores Wi-Fi . Eles se revezam nos pacotes usando o protocolo OLSR .
Existem outros tipos de topologias, mas eles são usados apenas em redes projetadas para tarefas particulares, muitas vezes científicas, ou para realizar cálculos distribuídos:
Esta última topologia seria em teoria a melhor que é (cada nó sendo conectado entre si por um link direto), mas na prática também seria a mais cara e de longe (custo em N² com o número de nós!); ele é usado apenas em dispositivos específicos, geralmente dentro do mesmo chassi.
Internet é o nome dado à interligação de várias redes, potencialmente de diferentes topologias, sendo a unificação feita apenas ao nível do endereçamento IP único ( v4 ou v6 ) e de um grande número de protocolos e regras definidos pela IETF . Como resultado, nenhum dos casos particulares de topologias mencionados acima se aplica; Como acontece com a maioria das grandes redes, dizemos da Internet que sua topologia é arbitrária e, em qualquer caso, independente do plano de endereçamento ali definido.